DMEM培養基的特點、用途及在細胞培養等實驗中的應用
在生命科學研究的廣闊天地中，細胞培養是連接分子機制與生物體功能的橋梁。而這座橋梁的基石，正是種類繁多的細胞培養基。其中，DMEM（Dulbecco's Modified Eagle Medium）無疑是最閃耀的明星之一，被譽為細胞培養實驗室的“萬能工作母機”。本文將深入解析DMEM的定義、組成、用途，并詳細探討其在各類關鍵實驗中的應用。
一、DMEM是什么？定義與核心特點定義：
DMEM，全稱為杜爾貝科改良伊格爾培養基，是由科學家杜爾貝科在基礎Eagle培養基（BME）的基礎上進行了一系列關鍵改良而誕生的。它并非一個單一的配方，而是一個培養基家族，擁有多種衍生型號以滿足不同的實驗需求。
Absin DMEM高糖培養基（#abs9483）
產品名稱：高糖 DMEM 培養基（含L-谷氨酰胺和丙酮酸鈉）
規格：500ml
儲存條件：Store at 2-8°C, 1年
用途：本產品供科學研究和生產使用，用于組織和細胞的體外培養。
友情提醒: 為了您的安全和健康，請穿實驗服并帶手套操作。
1. 高濃度成分：DMEM的氨基酸濃度是BME的2倍，維生素濃度是BME的4倍。這使得它營養成分更加豐富，能夠支持更高密度的細胞生長和更快的增殖速度。
2. 獨特的緩沖系統：最初設計使用碳酸氫鈉（NaHCO₃）作為緩沖劑，與5-10%的CO₂培養箱環境協同工作，維持培養液穩定的生理pH值（通常在7.2-7.4）。
3. 豐富的配方變體：這是DMEM得以“萬能”的關鍵。通過調整關鍵成分，衍生出多種型號：
（1）高糖 vs. 低糖：
· 高糖DMEM：含葡萄糖4500 mg/L（4.5 g/L）。這是最常用的型號，特別適合代謝旺盛、快速增殖的細胞，如各種癌細胞系（HEK293, HeLa）、干細胞、以及用于轉染和病毒包裝的細胞。
· 低糖DMEM：含葡萄糖1000 mg/L（1.0 g/L）。適用于代謝需求較低的細胞，如一些分化后的細胞（例如，某些類型的神經元、肌肉細胞），或用于研究葡萄糖代謝、糖尿病等相關課題。
（2）含丙酮酸鈉：添加了丙酮酸鈉（一種進入三羧酸循環的中間代謝物），為細胞提供額外的能量來源，尤其在葡萄糖短缺或代謝壓力下能增強細胞的生存能力。
（3）不含酚紅：酚紅是一種pH指示劑，顏色會隨pH變化（紅-紫-黃）。在需要進行熒光檢測、激素研究（酚紅有微弱的雌激素樣效應）或蛋白質純化時，會使用不含酚紅的DMEM，以避免干擾。
二、DMEM的主要用途
DMEM作為一種基礎營養液，其主要用途是為體外培養的哺乳動物細胞提供生存、生長和增殖所必需的物質。具體可概括為：
1）細胞維持與擴增：常規的細胞傳代培養，保持細胞系的延續。
2）實驗平臺：作為進行各種細胞水平實驗的基底，如藥物篩選、基因功能研究、毒性測試等。
3）生物制品生產：用于生產重組蛋白、單克隆抗體、病毒載體（如慢病毒、腺病毒）等。
三、DMEM在關鍵實驗中的應用詳解
DMEM的通用性和豐富的變體使其能夠靈活應用于眾多前沿研究領域。
1、細胞轉染與重組蛋白生產
實驗場景：將外源基因（如質粒DNA）導入HEK293、CHO等細胞中，使其表達目標蛋白。
為何選擇DMEM（通常是高糖型）：
· 高能量需求：轉染過程和對大量外源蛋白的合成是極其耗能的過程。高葡萄糖為細胞提供了充足的碳源，確保轉染后細胞活力充足，蛋白產量高。
· 營養支持：豐富的氨基酸和維生素是合成蛋白質的必需原料。
2、病毒載體包裝與擴增
實驗場景：在包裝細胞（如HEK293T）中生產用于基因治療的慢病毒、腺相關病毒（AAV）等。
為何選擇DMEM（通常是高糖型）：
病毒顆粒的組裝和釋放是一個巨大的生物合成工程，對細胞的代謝負擔極重。高糖DMEM能最大限度地滿足這一過程中的能量和物質需求，從而獲得高滴度的病毒液。
3、干細胞培養
實驗場景：人多能干細胞（iPSC）、間充質干細胞（MSC）等的維持、擴增和定向分化。
為何選擇DMEM（常作為基礎培養基）：
· 基礎營養液：DMEM（通常是高糖）是許多商業化干細胞培養基的基礎，例如常用于iPSC培養的mTeSR等培養基就是在DMEM/F12（DMEM與Ham‘s F12的1：1混合液）的基礎上添加了特定的生長因子和小分子物質。
· 分化培養基：在誘導干細胞分化為特定細胞類型（如心肌細胞、神經元、肝細胞）時，DMEM也常作為基礎培養基，通過添加不同的誘導因子來實現。
4、細胞毒性、增殖與代謝測定
實驗場景：CCK-8、MTT、EdU等實驗，用于評估藥物、納米材料或環境毒素對細胞活力和增殖的影響。
為何選擇DMEM：
· 標準化：使用通用的DMEM可以保證實驗條件的均一性和結果的可比性。
· 低背景干擾：在進行熒光或吸光度檢測時，可根據需要選擇不含酚紅的DMEM變體。
· 代謝研究：通過選擇高糖或低糖DMEM，可以人為控制細胞的能量來源，用于研究代謝通路（如糖酵解 vs. 氧化磷酸化）。
5、原代細胞培養
實驗場景：從組織中直接分離培養的細胞，如成纖維細胞、肝細胞、內皮細胞等。
為何選擇DMEM：
許多原代細胞在含有10-20%胎牛血清（FBS）的高糖DMEM中生長良好，因為它提供了接近體內環境的全面營養支持。
四、如何為您的實驗選擇合適的DMEM？
面對琳瑯滿目的DMEM產品，遵循以下流程可以幫您做出最佳選擇：
| 細胞或實驗類型 | 推薦DMEM類型 | 理由 |
|---|---|---|
| 大多數常見細胞系 (HEK293, HeLa, CHO等) | 高糖DMEM | 提供充足能量，支持快速生長。 |
| 轉染、病毒包裝、蛋白生產 | 高糖DMEM (常含丙酮酸鈉) | 滿足高代謝需求，提高效率和產量。 |
| 干細胞培養 | DMEM/F12 或 作為基礎的高糖DMEM | 提供全面營養，是專用干細胞培養基的基底。 |
| 神經元、肌肉細胞等 | 低糖DMEM | 模擬其體內低糖代謝環境，促進正常分化和功能。 |
| 涉及熒光檢測、激素研究 | 不含酚紅的DMEM | 消除酚紅的顏色和潛在雌激素效應干擾。 |
| 葡萄糖代謝研究 | 高糖 vs. 低糖DMEM 對比使用 | 直接研究不同糖濃度對細胞表型和代謝的影響。 |
· 血清補充：基礎DMEM通常需要添加10%的胎牛血清（FBS）來提供生長因子、激素和脂質等必需成分。對于無血清培養，需要添加特定的無血清添加劑。
· 抗生素：常規使用會添加1%的青霉素-鏈霉素（P/S）雙抗以防止細菌污染。
· 無菌操作：商業化的DMEM干粉或液體需要嚴格按照無菌操作規范進行配制和使用。
Absin DMEM培養基推薦：
| 貨號 | 產品名稱 | 規格 |
|---|---|---|
| abs9483 | DMEM高糖培養基（含 L-谷氨酰胺，含丙酮酸鈉，不含HEPES） | 500mL/500mL×10 |
| abs9276 | DMEM高糖培養基（含 L-谷氨酰胺，含丙酮酸鈉，不含HEPES，不含酚紅） | 500mL |
| abs9561 | DMEM/F-12培養基（含L-谷氨酰胺，含丙酮酸鈉，含HEPES） | 500mL |
| abs9560 | DMEM/F-12培養基（含L-谷氨酰胺，含丙酮酸鈉，不含HEPES） | 500mL |
| abs9466 | 減血清 DMEM/F-12培養基（不含L-谷氨酰胺，不含HEPES） | 500mL |
| abs9501 | DMEM無糖培養基（不含L-谷氨酰胺，不含丙酮酸鈉，不含HEPES） | 500mL/500mL×10 |
| abs9499 | DMEM高糖培養基（含 L-谷氨酰胺，不含丙酮酸鈉，含HEPES） | 500mL/500mL×10 |
| abs9556 | DMEM低糖培養基（含L-谷氨酰胺，含丙酮酸鈉，不含HEPES） | 500mL |
| abs9559 | DMEM/F-12培養基（不含L-谷氨酰胺，含丙酮酸鈉，不含HEPES） | 500mL |
| abs9428 | DMEM高糖培養基，干粉（含L-谷氨酰胺，含丙酮酸鈉，不含HEPES） | 10L×1 |
| abs9562 | DMEM/F-12培養基（含HEPES，不含L-谷氨酰胺，含丙酮酸鈉） | 500mL |
| abs90068 | DMEM/F-12無糖培養基（含L-谷氨酰胺，不含HEPES） | 500mL |
| abs90171 | DMEM高糖培養基（含 L-谷氨酰胺，不含丙酮酸鈉，不含HEPES） | 500mL |
| abs9500 | DMEM低糖培養基（不含L-谷氨酰胺，含丙酮酸鈉，含HEPES） | 500mL |
| abs9557 | DMEM低糖培養基（不含L-谷氨酰胺，不含丙酮酸鈉，含HEPES） | 500mL |
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